Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
Для получения обычной стандартной соляной кислоты или 100%-ного хлористого водорода из газов пиролиза хлоридов необходимо применять специальные приемы, которые будут рассмотрены несколько ниже.
Хлористый водород может быть получен также и во многих других производствах: при производстве фосфатов калия действием фосфорной кислоты на 'KCl, активной двуокиси кремния — аэросила — из SiCl41 монохлоруксусной кислоты из трихлорэтилена и др.
Для использования абгазной соляной кислоты в качестве товарной и абгазного хлористого водорода для гидрохлорирования в большинстве случаев необходима очистка от загрязнений, а в ряде случаев и концентрирование HCL Универсального метода очистки абгазного хлористого водорода от примесей не может быть предложено. Способы очистки изменяются в зависимости от производства, в котором получается абгазный HCl, и загрязняющих его примесей.
Примеси и загрязнения в абгазном хлористом водороде могут быть разбиты на несколько основных групп:
1) инертные газы: азот, водород, метан и др.
2) органические и хлэрорганические примеси (обычно высокомолекулярные соединения практически не растворяются в соляной кислоте, но низкомолекулярные растворяются в значительной степени);
3) примеси кислого характера, например Cl2, HF, SO2 и др.;
4) механические примеси типа SiO2 в производстве аэросила;
5) пары воды.
Для каждой группы примесей имеются свои приемы и методы очистки.
Инертные примеси нерастворимы в соляной кислоте, обычно их можно отделить в процессе абсорбции HCl водой при получении соляной кислоты. Если требуется получить 100%-ный хлористый водород, необходима последующая десорбция HCl из соляной кислоты.
к. ¦
Предложены также способы получения 100% -ного хлористого водорода адсорбцией HGl различными сорбентами с последующей десорбцией HCl при нагревании. В качестве адсорбентов предложены сульфаты или фосфаты меди, свинца и кадмия [27—30], хлор-окись железа [31], цеолиты [32], хлорид или бромид тетраэтилам-мония [33]. Сорбцию проводят при обычной температуре, а десорбцию при нагревании до 100—120 °С. Сорбция хлористого водорода сульфатами металлов (например, свинца или меди) сопровождается образованием соединений типа PbSO4 •2HCl или CuSO4 •2HCl и выделением значительного количества тепла, близкого к теплоте растворения HCl в воде.
В практике используют обычно абсорбцию HCl водой, что удо.бг нее и проще в аппаратурном оформлении. Экономические расчеты процесса извлечения HCl из разбавленных газовоздушных смесей (около 7,5% HCI) с помощью хлористого тетраметиламмония, цеолита и сульфатов свинца и меди показали, что этот способ значительно дороще водной абсорбции [34].
Для отделения хлор органических^ примесей от абгазного хлористого водорода широко используется охлаждение абгазов перед подачей их на абсорбцию. Хлорорганические примеси, как правило, имеют намного более высокую температуру кипения по сравнению с HCL Поэтому, охлаждая абгазы до минусовых температур, можно добиться высокой степени конденсации органических и хлор-органических примесей и снизить их содержание в хлористом водороде до 0,01—0,001%. Так, охлаждая до —30 °С абгазы от производства хлораля перед подачей на абсорбцию, достигают снижения содержания хлораля в соляной кислоте до 0,004% [35]. Однако глубокое охлаждение абгазов не всегда экономически целесообразно, оно иногда может сопровождаться кристаллизацией и инкрустацией теплообменных поверхностей. Поэтому чаще ограничиваются охлаждением абгазов в водяных холодильниках.
Для удаления хлорорганических примесей, имеющих невысокую температуру кипения, с успехом применяют адиабатическую абсорбцию [36, 37]. При этом, вследствие проведения абсорбции при высокой температуре, растворимость хлорорганических соединений в соляной кислоте заметно снижается, ^ эти примеси уносятся с инертными газами из абсорбционной колонны [38, 39]. Этому способствует также то, что некоторые примеси образуют с водой, азеотропные смеси, отгоняющиеся вместе с инертными газами.
С помощью адиабатической абсорбции можно получать соляную кислоту с меньшим содержанием хлорорганических примесей по сравнению с абсорбцией при обычной температуре, однако такая соляная кислота все же не удовлетворяет требованиям многих потребителей.'
Для дополнительной очистки применяют отдувку дримесей хлористым водородом, инертными газами или перегретым паром [37]. При этом можно снизить содержание примесей в абгазной*кислоте от производства хлорбензола в 10—20 раз [40]. Дополнительная
t'
очистка может быть достигнута кипячением соляной кислоты в нижней части абсорбционной колонны [41—43]. Вместе с примесями частично отгоняется HGl, и его концентрация в кислоте снижается на 1—2%.
Для очистквґ от хлорорганических продуктов, легкосорбируемых водными растворами соляной кислоты, применяют промывку абгаз-ного хлористого водорода соляной кислотой [44]. При этом получают 10—25% загрязненной кислоты, для которой необходимо найти потребителя или дополнительно подвергать ее очистке. , Для очистки абгазного хлористого водорода от плохо растворимых в воде органических примесей (например, четыреххлористого углерода) вместо соляной кислоты можно применять высокркипящие абсорбенты, не растворяющие или плохо растворяющие HCL К ним относятся гексахлорбутадиен, трихлорбензол или высококипящие парафиновые масла [45].
